凋亡指数和细胞活力的定量测定(荧光染色法)
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将细胞悬液与DNA结合的荧光染料混合,应用荧光显微镜观察以显示和计数伴有异常染色质的组织细胞。常用染料为丫啶橙,染色后可以检测整个细胞群中有多少细胞发生了凋亡,但不能区别活细胞和死细胞。因此将丫啶橙和溴化乙啶混合使用,根据两种染料的吸收情况可鉴定死、活细胞。
一、材料与试剂
100μg/ml丫啶橙或100μg/ml丫啶橙与100μg/ml溴化乙啶的混合物:分别用PBS配制(两种染色剂均系诱变物,操作时应十分小心)。
用完全RPMI-1640培养液配制的细胞悬液,浓度为5×105 ~5×106 /ml。
荧光显微镜。
二、操作步骤
分装有1μl染液的试管内加入25μl细胞悬液,轻轻摇匀(所加溶液均置管底),置室温5~10 min;
将此混悬液取出10μl 置于洁净载玻片上,加盖玻片,用荧光显微镜观察;
三、结果分析
若用丫啶橙作细胞染色,计数200个细胞总数,并记录与凋亡细胞的核不同的正常细胞数。丫啶橙插入DNA使之呈现绿色荧光,丫啶橙亦能结合至RNA,但不能插入,使RNA呈现红橙色荧光。如此细胞核呈绿色荧光而胞浆呈红橙色荧光。非凋亡细胞(活细胞或死亡细胞)胞核均可染成具有一定结构的绿色荧光,且常染色质与异染色质的荧光密度不同;而凋亡的细胞核则呈均匀密度的荧光,染色质高度浓缩,核外周形成“新月状”,系核本身的荧光染色呈现的明亮球状小体。当细胞的程序性死亡进一步发展后,细胞失去DNA,或DNA断裂包入“凋亡小体”,此时与正常细胞相比失去明亮度。凋亡细胞的百分率按下式计算:
凋亡细胞(%) =具有凋亡核的细胞数/计数的细胞总数× 100
若用丫啶橙和溴化乙锭混合液染色,计数200个细胞总数,并分别计数下列4种细胞状态的各自数目:
①具有正常核的细胞(VN,明亮的绿色染色质,且具正常的结构);
②含有凋亡核的活细胞(VA,明亮的绿色荧光,且呈高度聚集或断裂);
③具有正常核的死细胞(NVN,明亮的染色质,具有正常结构);
④具有凋亡核的死细胞(NVA,明亮的染色质,高度聚集或断裂)。
与单独丫啶橙染色一样,活细胞和死细胞的核均染成绿色(DNA着色),而RNA呈红色。因此活细胞被染成绿色的核和红色的胞浆,而死细胞则无红色胞浆。溴化乙啶仅着染死细胞,可使DNA染成桔红色,而仅很弱地结合RNA使之呈红色。两种染料混合着染后,死细胞将呈现明亮的桔红色染色质(溴化乙啶覆盖丫啶橙所致),且胞浆若有内容物残留可呈暗红色。应用此法,活细胞内正常的或凋亡的核都可呈现绿色,而死细胞中正常或凋亡的核均为鲜桔红色。按下式计算凋亡指数和坏死细胞百分率:
凋亡细胞百分率(凋亡指数) =( VA+NVA )/(VN+VA+NVN+NVA)× 100
坏死细胞百分率 = NVN /(VN+VA+NVN+NVA)× 100
死细胞百分率 = (NVN+NVA)/(VN+VA+NVN+NVA) × 100
假如细胞已经死亡一定时间,或DNA已经进入凋亡小体,此时细胞可以失去染色质而导致不能精确地检测细胞活性。